Ray 分布式 AI 框架 2026 版:超大模型推理与训练

Ray 是分布式 AI 训练框架。从 RLHF、强化学习到大模型推理。2026 版完整指南:安装、并行训练、Serve 推理服务。

  • ⭐ 24000
  • Python
  • Apache 2.0
  • 更新于 2026-05-18

什么是 Ray? #

Ray 是面向 AI 工作负载的分布式计算框架。它将无状态函数和有状态 Actor 调度到集群上,实现「写一次,分布式运行」。

核心概念 #

Actors(Actor) #

from ray import Actor

@Actor
class Counter:
    def __init__(self):
        self.value = 0
    
    def increment(self):
        self.value += 1
        return self.value

远程函数(Remote Functions) #

import ray
ray.init()

@ray.remote
def process_large_batch(data):
    return expensive_computation(data)

futures = [process_large_batch(d) for d in batches]
results = ray.get(futures)

资源调度 #

@ray.remote(num_cpus=4, num_gpus=2)
class ModelServer:
    def __init__(self):
        self.model = load_model()

Ray Train:分布式训练 #

from ray.train.torch import TorchTrainer
from ray.train import TrainingConfig

trainer = TorchTrainer(
    train_loop_per_worker=train_fn,
    scaling_config=ScalingConfig(num_workers=8),
)
result = trainer.fit()

支持的框架: #

  • PyTorch:Automatic gradient compression
  • TensorFlow:Horovod 集成
  • JAX:XLA 分布式编译

Ray Serve:模型推理服务 #

from ray import serve

@serve.deployment(num_replicas=3, ray_actor_options={"num_gpus": 1})
class LLMPredictor:
    def __init__(self):
        self.model = load_llm_model()
    
    async def __call__(self, http_request):
        prompt = await http_request.json()
        return {"response": self.model.generate(prompt)}

LLMPredictor.deploy()

部署规格: #

模型推荐配置
7B 参数1 GPU / 2 副本
13B 参数2 GPU / 副本
70B 参数4 GPU / 副本 + 张量并行

Ray RLlib:强化学习 #

from ray import tune, rllib

from ray.rllib.agents.ppo import PPOTrainer

config = {
    "env": "CartPole-v1",
    "num_workers": 4,
    "framework": "torch"
}

trainer = PPOTrainer(config=config)

支持算法: #

  • PPO、APPO、A2C、DQN、IMPALA、MARWILL

Ray Data:分布式数据处理 #

from ray import data

ds = data.read_parquet("s3://bucket/large_dataset/")
ds = ds.filter(lambda x: x["score"] > 0.5)
ds = ds.random_shuffle()
train_ds, test_ds = ds.train_test_split(0.8)

数据格式: #

  • Parquet、CSV、Images、Video、TensorFlow Records

部署架构 #

单机多 GPU: #

ray start --head --num-gpus=4

云原生集群: #

ray start --head --address='10.0.0.1:6379'
ray start --address='10.0.0.1:6379'  # Worker

Kubernetes: #

apiVersion: ray.io/v1
kind: RayCluster
metadata:
  name: ray-cluster
spec:
  headGroupSpec:
    serviceType: ClusterIP
    replicas: 1
    rayStarterOptions: {}

性能优化技巧 #

  1. Actor 池:重用 Actor 避免启动开销
  2. 并行调度ray.wait() 控制并发度
  3. 对象 spilling:对象溢出到 SSD
  4. 任务重用@ray.remote(max_restarts=3)

常见问题 #

Q: Ray 需要 InfiniBand?

答:不需要。Ethernet 可用,但 25Gb+ 网卡推荐。

Q: 如何监控 Ray 集群?

答:Dashboard 在 http://head:8265。支持 Prometheus、Grafana 集成。

总结 #

Ray 将分布式 AI 训练和推理简化为 Python API。从小数据集到百亿 scale,都能「写一次,跑全网」。


参考:ray.io 官方文档 更新:2026-05-18

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